電廠脫硫技術(shù)概述
摘 要:文章簡要介紹了電廠濕法煙氣脫硫工藝、半干法煙氣脫硫工藝,、干法脫硫工藝三種脫硫技術(shù),。
根據(jù)控制SO2 排放的工藝在煤炭燃燒過程中的位置,可將脫硫技術(shù)分為燃燒前、燃燒中和燃燒后三種,。燃燒前脫硫主要是選煤,、煤氣化、液化和水煤漿技術(shù);燃燒中脫硫指的是低污染燃燒,、型煤和流化床燃燒技術(shù);燃燒后脫硫也即所謂的煙氣脫硫技術(shù),。煙氣脫硫技術(shù)是目前在世界上惟一大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的脫硫方式,其他方法還不能在經(jīng)濟、技術(shù)上與之競爭,。
世界各國研究開發(fā)和商業(yè)應(yīng)用的煙氣脫硫技術(shù)估計超過200 種,。按脫硫產(chǎn)物是否回收,煙氣脫硫可分為拋棄法和再生回收法,前者脫硫混合物直接排放,后者將脫硫副產(chǎn)物以硫酸或硫磺等形式回收。按脫硫產(chǎn)物的干濕形態(tài),煙氣脫硫又可分為濕法,、半干法和干法工藝,。
1 濕法煙氣脫硫工藝
濕法煙氣脫硫工藝絕大多數(shù)采用堿性漿液或溶液作吸收劑,其中石灰石或石灰為吸收劑的強制氧化濕式脫硫方式是目前使用最廣泛的脫硫技術(shù)。石灰石或石灰洗滌劑與煙氣中SO2 反應(yīng),反應(yīng)產(chǎn)物硫酸鈣在洗滌液中沉淀下來,經(jīng)分離后即可拋棄,也可以石膏形式回收,。目前的系統(tǒng)大多數(shù)采用了大處理量洗滌塔,300MW機組可用一個吸收塔,從而節(jié)省了投資和運行費用,。系統(tǒng)的運行可靠性已達99 % 以上,通過添加有機酸可使脫硫效率提高到95 %以上。其他濕式脫硫工藝包括用鈉基,、鎂基,、海水和氨作吸收劑,一般用于小型電廠和工業(yè)鍋爐。以海水為吸收劑的工藝具有結(jié)構(gòu)簡單,、不用投加化學品,、投資小和運行費用低等特點。氨洗滌法可達到很高的脫硫效率,副產(chǎn)物硫酸銨和硝酸銨是可出售的化肥。
2 半干法煙氣脫硫工藝
噴霧干燥法屬于半干法脫硫工藝,。該工藝于 70 年代初至中期開發(fā)成功,第一臺電站噴霧干燥脫硫裝置于1980 年在美國北方電網(wǎng)的河濱電站投入運行,此后該技術(shù)在美國和歐洲的燃煤電站實現(xiàn)了商業(yè)化,。該法利用石灰漿液作吸收劑,以細霧滴噴入反應(yīng)器,與SO2 邊反應(yīng)邊干燥,在反應(yīng)器出口,隨著水分蒸發(fā),形成了干的顆粒混合物,。該副產(chǎn)物是硫酸鈣,、硫酸鹽、飛灰及未反應(yīng)的石灰組成的混合物,。
噴霧干燥技術(shù)在燃用低硫和中硫煤的中小容量機組上應(yīng)用較多,。當用于高硫煤時石灰漿液需要高度濃縮,因而帶來了一系列技術(shù)問題,同時由于石灰脫硫劑的成本較高,也影響了其經(jīng)濟性。但是近年來,燃用高硫煤的機組應(yīng)用常規(guī)旋轉(zhuǎn)噴霧技術(shù)的比例有所增加,。噴霧干燥法可脫除70 %～ 95 %的 SO2 ,并有可能提高到98 % ,但副產(chǎn)物的處理和利用一直是個難題,。
3 干法脫硫工藝
干法脫硫工藝主要是噴吸收劑工藝。按所用吸收劑不同可分為鈣基和鈉基工藝,吸收劑可以干態(tài),、濕潤態(tài)或漿液噴入,。噴入部位可以為爐膛、省煤器和煙道,。當鈣硫比為2 時,干法工藝的脫硫效率可達50 %～70 % ,鈣利用率達50 %,。這種方法較適合老電廠改造,因為在電廠排煙流程中不需要增加什么設(shè)備,就能達到脫硫目的。
再生工藝有些已具有商業(yè)可行性,但尚未被廣泛采用,。由于反應(yīng)后的吸收劑需經(jīng)加熱和化學反應(yīng)后重新使用,產(chǎn)物需要回收,因此成本較高,工藝復(fù)雜,。
SO2/ NOx 聯(lián)合脫除工藝多數(shù)處于開發(fā)階段,只是在一些燃中硫或低硫煤電廠得以商業(yè)應(yīng)用。這類工藝可分為固體吸收/ 再生法,氣固催化法,電子束法,噴堿法,濕式SO2/ NOx 聯(lián)合脫除技術(shù)等,。這里要特別提到的是煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝,。該技術(shù)在最近幾年中已有所發(fā)展,不但用戶增多,同時單機的煙氣處理能力也比過去增大了很多。該工藝已達到工業(yè)化應(yīng)用的水平,主要是由德國Lurgi 公司,、德國Wulff 公司和丹麥F. L. Smith 公司開發(fā)的,。該工藝流程主要是由吸收劑制備系統(tǒng)、吸收塔吸收系統(tǒng),、吸收劑再循環(huán)系統(tǒng),、除塵器以及儀表控制系統(tǒng)等部分組成。鍋爐排出的未處理的煙氣從流化床的底部進入吸收塔,。煙氣經(jīng)過文丘里管后速度加快,并與很細的吸收粉末互相混合,。經(jīng)脫硫后帶有大量固體顆粒的煙氣由吸收塔的頂部排出。排出的煙氣進入吸收劑再循環(huán)除塵器中,大部分煙氣中的固體顆粒都被分離出來,然后返回吸收塔中被循環(huán)使用,。該工藝在德國Solvay 公司的自備電廠和Siersdorf 電廠使用,運行良好,。該工藝的主要特點是系統(tǒng)簡單可靠性高、脫硫效率高與濕法相當,、占地小,特別適用于電廠的改造,。
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